XCZQ-8标围岩监控量测方案.docxVIP

新建铁路西安至成都客运专线（陕西段）XCZQ-8标 西成铁路客运专线 监表0014 一般单位工程施工组织设计(方案)报审表 施工合同段：西成客专XCZQ-8标合同段 编号： 致 华铁工程咨询有限责任公司 (驻地监理站)：我单位根据施工合同的有关规定已编制完成 隧道围岩监控量测实施方案 ，并经我单位技术负责人审查批准，请予以审查。附：围岩监控量测方案施工单位(章) 负 责 人： 日 期： 专业监理意见：专业监理工程师： 日 期： 驻地监理站意见：建设单位 (章)驻地监理站总监理工程师： 日 期： 建设单位指挥部意见：建设单位指挥部(章) 负 责 人 日 期 建设单位意见：建设单位 (章)负 责 人 日 期 新建铁路西成客运专线西安至江油段（陕西境内）XCZQ-8标段隧道围岩监控量测实施方案 编制： 审核： 审批： 批准： 中铁二十局西成客专项目部二一三年四月目 录1工程概况22 编制依据23 监控量测的目的和作用33.1 监控量测的目的33.2 监控量测的作用34 监控量测的实施34.1人员及组织机构44.2 监控量测的仪器及工具44.3 监控项目44.4 量测断面的布置54.5量测频率74.6监控量测流程94.7 监控量测方法和步骤94.8监控量测数据的整理和分析134.9监控量测信息反馈及工程对策155 监测注意事项166 安全事项181工程概况新建铁路西成客运专线（陕西段）XCZQ-8标（DgK253+434至DgK286+961），由中铁二十局集团有限公司承担施工任务。本标段主要隧道工程有三个：中梁隧道，位于陕西省汉中市汉江以西中梁山附近，长2251.34m，起讫里程DgK253+434DgK255+685.34；阜川隧道，位于陕西省勉县境内，地处大巴山中低山区，平均海拔950m，最高海拔为1110m，隧道长9015.32m，起讫里程DgK271+936.21DgK280+951.53；房家湾隧道，位于陕西省勉县境内，为大巴山低中山区，通过地区大部分山势陡峻，地表高程一般630-1300m，总体地形北高南低，地形陡峻，沟壑交织，沟谷多呈狭窄的V型，长5804.67m，起讫里程DgK281+156.33DgK286+961。工程涉及主要地层为第四系全新统冲积、坡积膨胀土、志留系下统页岩、奥陶系中上统灰岩夹页岩、奥陶系下统砂岩夹砾岩、奥陶系下统灰岩夹页岩、寒武系下统页岩夹灰岩等。2 编制依据（1）高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）（2）铁路隧道施工规范（TB10204-2002）；（3）铁路隧道喷锚构筑法技术规范（TB101082002）；（4）铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2007）；（5）设计文件、图纸和现场调查的相关地质资料。3 监控量测的目的和作用3.1 监控量测的目的监控量测是隧道施工过程中，对围岩和支护系统的稳定状态进行监测，为初期支护和二次衬砌的参数调整提供依据，把量测的数据经整理和分析得到的信息及时反馈到设计和施工中，进一步优化设计和施工方案，以达到安全、经济、快速的目的，围岩量测是施工管理中的一个重要环节，同时也是施工安全和质量的保障。3.2 监控量测的作用通过监控量测可以了解围岩、支护变形情况，以便及时调整和修正支护参数，保证围岩稳定和施工安全；提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定二次衬砌的施作时间；依据量测资料采取相应措施，在保证施工安全的前提下加快施工进度；积累量测数据资料，提高施工技术水平。4 监控量测的实施现场监控量测是判断围岩和隧道的稳定状态、保证施工安全、指导施工生产、进行施工管理和提供设计信息的重要手段。4.1人员及组织机构项目部成立专门监控量测领导小组，由项目总工任组长，领导监控量测工作。下设测点埋设组、数据采集组、数据分析中心三个机构。主要机构人员如下：组 长：陈远文 副组长：王英锋成 员：杨志飞 高飞 潘东旭 夏航校 岳灿 孙靖伟 刘杰4.2 监控量测的仪器及工具量测仪器、工具一览表 表1名称型号数量精度用途电子水准仪DiNi035台0.3地表沉降拱顶下沉隧底隆起 铟瓦条码尺3m 10把0.05mm钢尺30m8把0.1mm全站仪TS068台测角2；测距1.5mm+2ppm水平收敛水平收敛仪15m8台0.01mm人字扶梯4m8架数码相机Sony8部1200万像素洞内、外观察地质罗盘8台4.3 监控项目 必测项目 表2序号监控量测项目常用量测仪器备注1洞、内外观察现场观察、数码相机罗盘仪2拱顶下沉水准仪、钢挂尺、全站仪3净空变化收敛计、全站仪4地表沉降水准仪、铟钢尺、全站仪隧道浅埋段 选测项目 表3序号监控量测项目常用量测仪器备注1围岩压力压力盒2钢架内力钢筋计、应变计3喷混凝土内力混凝土应变计4二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计5初期支护与二次衬砌间接触压力压力盒6锚杆轴力钢筋计7隧底隆起水准仪、铟钢尺、全站仪8围岩内部位移多点位移计9爆破振动振动传感器、记录仪10孔隙水压力水压计11水量三角堰、流量计12纵向位移多点位移计、全站仪4.4 量测断面的布置根据铁路隧道喷锚构筑法技术规范（TB101082002）及铁路隧道监控量测技术规程（TB101212007）要求以及本隧道的实际情况，对量测断面间距按以下原则布置：地表沉降点：浅埋隧道地表沉降点应在隧道开挖前布设，地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。一般条件下地表沉降点纵向间距按照表4的要求布置。横向间距为2-5米。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于H0+B，地表有控制性建筑物时，量测范围应适当加宽。测点布置见图1。拱顶下沉测点和净空变化测点：拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上，监控量测断面按照级围岩5m，级围岩地段10m，级围岩地段30-50m布置。拱顶下沉测点原则上设置在拱顶轴线附近，当隧道跨度较大时，结合施工方法在拱部增设测点，量测断面间距可根据围岩段落长度适当进行调整，但每种岩层至少设一个量测断面。量测断面测点的布置个数应根据施工方法确定，台阶法施工地段每个量测断面处设置一个拱顶下沉测点，四个水平净空收敛测点（见图2）。 地表下沉量测测点纵向间距 表4隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距（m）2.5BH02B20-50B H02B10-20H0B5-10注：H0隧道埋深；B隧道最大开挖跨度。图1地表沉降横向测点布置示意图图2拱顶下沉量测和净空变化量测的测线布置净空变化量测测线数，见表5和图2 地段开挖方法一般地段特殊地段台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线，两条斜测线4.5量测频率（1）洞内、外观察洞内观察分为开挖工作面观察和初期支护状况观察两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后进行,地质情况基本无变化时,可每天进行一次.对初期支护的观察也应每天至少进行一次,观察内容包括喷射混凝土,锚杆,钢架的状况。洞外观察包括边仰坡稳定、地表水渗透、地表沉陷等观察。（2）净空水平收敛量测和拱顶下沉量测净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按表6确定。实际量测频率应从由位移速度决定的监控量测频率（表6）和由开挖面的距离决定的监控量测频率（表7）之中选择较高的一个量测频率。当地质条件复杂、下沉量大时，除量测拱顶下沉时，尚应量测拱腰下沉及基底隆起量。 按距开挖面距离确定的监控量测频率 表6量测断面距开挖工作面距离（m）量测频率（01）B2次d(12)B1次d(25)B1次23d5B1次7d 按位移速度确定的监控量测频率 表7变形速度(mm/d)量测频率52次d151次d0.511次23d0.20.51次3d0.21次7d4.6监控量测流程4.7 监控量测方法和步骤（1）洞内、外观察洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。开挖面观察应在每次开挖后进行，及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘察资料对比。已施工地段，应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态。洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏及地表沉陷等情况。（2）净空水平收敛量测净空水平收敛量测采用收敛计或全站仪进行，隧道开挖后按要求迅速安装收敛桩并编号，初始读数应在开挖后12h内读取，最迟不得大于24h，而且在下一循环开挖前获得初读数。测点应牢固可靠、易于识别，并注意保护，严防爆破损坏。A 收敛计量测 收敛量测元件：挂钩用直径6mm的圆钢做成等边三角形或圆圈。 当收敛计在处于测试状态的时候，一定要使仪器的弹簧处于正常的受拉变形状态之下，而不是在受压迫性或非正常受拉的状态之下，每次量测务必读三次数，然后取平均值作为最后的数值。注意在每次量测之前，务必认真对所使用的收敛计进行检查，查看每个构件是否发生了松动或者变形，如发现仪器损坏，立即进行更换。另外，还需要对温度计进行检查，看是否准确。收敛量测元件的埋设也是保证量测精度的关键。元件不要焊接到钢构件上，要牢固地预埋在围岩中。B 全站仪量测作为观测围岩净空位移量测技术的全站仪遥测技术 ,其基本原理是利用全站仪自由设站远距离测定量测点位不同时段相对的三维坐标 ,将测量数据输入计算机通过软件后进行处理 ,最后输出监测成果 ,准确、快速地为施工提供数据参考。全站仪围岩净空位移量测示意如下图3。图3 贴片安装根据规范和有关要求及围岩条件、开挖方法等确定围岩净空位移量测断面的位置及间距，以及每个断面的基线布置形式。贴片安装：对于完整性较好的岩石，可直接在其表面贴片，但安设贴片前必须清洗欲置贴片位置的岩面，粘贴必须牢固，能满足量测周期要求；对于不稳定岩石可采用锚杆焊接角钢在角钢上粘贴贴片，或用膨胀螺栓锚固钢板以粘贴贴片。贴片表面法线方向最好垂直隧道轴向，以使仪器接收到最强的反射信号。 观测把仪器设置在量测断面前后5 m范围内合适的位置，精确整平后 ,打开仪器电源 ,进入隧道断面测量程序，按围岩量测参数规范要求对仪器各项参数进行调整。完成仪器设置后，首先对各目标点进行仪器确认，照准时可利用仪器的激光导向功能 ,激光点指向贴片正中点，防止每次测量照准不同而产生围岩变化误导信息。按次序对各点进行数据采集。为了确保隧道量测的精度，便于对同一基线进行相互验校，测设时在隧道轴线的左右侧相对位置处，设置左右两测站，左右测站的距离可自由设置。（3）拱顶下沉量测拱顶下沉主要用于确认围岩的稳定性。 在每个量测断面的拱部埋设钢筋预埋件。埋设前，先用小型钻机在待测部位成孔，然后将预埋件放入，并用混凝土填塞，待混凝土凝固后即可量测。 量测时需用一把长度适宜的钢卷尺，尺端连一个自制挂钩挂在测点上，将尺子铅垂放下，稳定后用水准仪量测拱顶下沉量测采用精密水准仪和铟钢水准尺进行，喷射混凝土后应迅速在测点处设固定桩，在各工区洞外各设一水准基点供洞内拱顶下沉量测用。量测频率及其它要求同净空水平收敛量测要求。（4）隧底上鼓、地表下沉采用精密水准仪和铟钢水准尺进行。量测频率及其它要求同净空水平收敛量测要求。量测项目的观测内容和所使用的仪器具体见下表8。量测项目的观测内容和使用仪器 表8序号量测项目量测仪器观测内容1洞内、洞外观察数码相机地质罗盘目 测1、开挖面围岩自稳性；2、岩质破碎带；3、围岩类别；4、地下水及地表水；5、支护变形；6、浅埋段地表下沉情况2水平收敛收敛仪全站仪根据收敛情况判断；1、围岩稳定性；2、支护设计和施工方法的合理性；3、二次衬砌的施作时间。3拱顶下沉隧底上鼓水准仪水准尺监视拱顶和隧底的变化值，了解断面变化，判断围岩的稳定性，防止塌方。4地表下沉水准仪水准尺监视浅埋段隧道地表的下沉值，判断围岩的稳定性。4.8监控量测数据的整理和分析掌子面地质状况表、周边收敛、拱顶下沉测试数据按铁路隧道监控量测技术规程附表A、B、C格式记录。监控量测数据的分析处理应包括数据校核、数据整理及数据分析。（1）每次观测后立即对观测数据进行校核，如有异常应及时补测。（2）每次观测后及时对观测数据进行整理，包括观测数据计算、填表、填表制图、误差处理等。（3）监控量测数据的分析监控量测数据可采用具有收敛特性的函数（指数模型、对数模型、双曲线模型等）对监控量测数据进行拟合回归分析，获取变形发展规律，并预测最大变形量、未来发展趋势。监控量测数据的分析包括以下主要内容：a据量测值绘制时态曲线。b对初期支护时态曲线应进行回归分析，选择与实测数据拟合较好的函数进行回归，预测可能出现的最大位移，并与控制基准进行比较。根据位移控制基准，位移管理分为三个等级见表9： 变 形 管 理 等 级 表9管理等级距开挖面1B距开挖面2B施工状态UU1B/3UU2B/3可正常施工U1B /3U2 U1B /3U2B /3U2 U2B /3应加强支护加强监测U2 U1B /3U2 U2B /3采取相应工程措施加强监测注：U-实测位移值 4.9监控量测信息反馈及工程对策（1）根据监控量测数据分析结果及时反馈信息，对工程安全性进行评价，并提出相应工程对策与建议。监控量测信息反馈可按图4规定的程序进行。工程安全性评价流程见图5。图4 监控量测作业及信息反馈程序框图图5 工程安全性评价流程（2） 施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。实时分析：每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患应分析原因并提交异常报告；监控量测数据可以采用附表B、附表C所示格式上报。阶段分析：按周、月进行阶段分析，总结监控量测数据的变化规律，对施工情况进行评价，提交阶段分析报告，指导后续施工。5 监测注意事项1、监控量测工作应与隧道施工密切配合，为了减少量测对隧道施工的干扰，尽量采用无尺量测。2、监控量测数据的收集、整理、分析应及时有效，能起到指导施工的目的。3、 不断向工作人员提供监测领域的新技术、新工艺、新仪器，不断提高监测队伍的素质。4、 定期对监测控制点进行复测,从而确保其稳定。5、 量测点应按规范要求埋设稳固，加强保护。量测点布设位置应充分考虑施工